Массовая доля сульфата меди в растворе после кристаллизации
Из 400 мл 20%-ного (по массе) раствора сульфата меди (II) (плотность 1,19 г/мл) при понижении температуры выпал осадок кристаллогидрата CuSO4*5H2O массой 50 г. Чему равна массовая доля сульфата меди (II) в оставшемся растворе?
Дано
`V_text{исх.}(р-ра) = 400 text{ мл}`
`ω_text{исх.}(CuSO_4) = 20%`
`ρ_text{исх.}(р-ра) = 1.19 text{ г/мл}`
`m_text{осад.}(CuSO_4*5H_2O) = 50 text{ г}`
Найти
`ω_text{итог.}(CuSO_4) = text{ ?}`
Решение
Найдём массу исходного раствора:
`m_text{исх.}(р-ра) = ρ_text{исх.}(р-ра)*V_text{исх.}(р-ра) = 1.19*400 = 476 text{ г}`
Вычислим массу сульфата меди(II) в исходном растворе:
`m_text{исх.}(CuSO_4) = (ω_text{исх.}(CuSO_4)*m_text{исх.}(р-ра))/100 = (20*476)/100 = 95.2 text{ г}`
Найдём молярную массу кристаллогидрата:
`M(CuSO_4*5H_2O) = 64 + 32 + 4*16 + 5*(2*1 + 16) = 250 text{ г/моль}`
Вычислим количество вещества выпавшего кристаллогидрата:
`n_text{осад.}(CuSO_4*5H_2O) = (m_text{осад.}(CuSO_4*5H_2O))/(M(CuSO_4*5H_2O)) = 50/250 = 0.2 text{ моль}`
Количество вещества сульфата меди(II) в осадке равно количеству вещества кристаллогидрата:
`n_text{осад.}(CuSO_4) = n_text{осад.}(CuSO_4*5H_2O) = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу сульфата меди(II), перешедшего в осадок:
`m_text{осад.}(CuSO_4) = n_text{осад.}(CuSO_4)*M(CuSO_4) = 0.2*160 = 32 text{ г}`
Вычислим массу сульфата меди(II) в оставшемся растворе:
`m_text{итог.}(CuSO_4) = m_text{исх.}(CuSO_4) - m_text{осад.}(CuSO_4) = 95.2 - 32 = 63.2 text{ г}`
Найдём массу оставшегося раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) - m_text{осад.}(CuSO_4*5H_2O) = 476 - 50 = 426 text{ г}`
Рассчитаем массовую долю сульфата меди(II) в оставшемся растворе:
`ω_text{итог.}(CuSO_4) = (100*m_text{итог.}(CuSO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*63.2)/426 = 14.8%`
Ответ
`ω_text{итог.}(CuSO_4) = 14.8%`